近日，海洋生物遗传学与育种教育部重点实验室隋正红教授团队在国际植物学权威期刊New Phytologist （《新植物学家》）发表名为“A C2H2 zinc finger transcription factor links a GWAS locus to linear growth in Gracilariopsis lemaneiformis via MCM helicase activation”（《C2H2锌指转录因子通过激活MCM解旋酶介导龙须菜GWAS关联位点对线性生长的调控》）的重要研究成果，首次将全基因组关联分析（GWAS）获得的遗传变异信号与龙须菜生长表型建立起直接的分子联系。龙须菜（Gracilariopsis lemaneiformis）是我国重要的大型经济红藻，其线性生长速率直接影响生物量累积与养殖效益，但对其遗传调控机制长期缺乏深入认识。课题组前期GWAS研究发现，未知基因LXC001294中的一个非同义单核苷酸多态性（SNP，Gln672Lys）与龙须菜线性生长速率显著相关。通过ChIP-seq、RNA-seq、酵母单杂交、双荧光素酶报告系统、EMSA及流式细胞术等多层次实验，研究团队进一步揭示了该SNP通过改变C2H2锌指转录因子LXC001294的DNA结合亲和力，增强其对MCM2–7复制解旋酶复合体相关基因的转录激活作用，促进DNA复制和细胞周期进程，最终提高藻体线性生长速率。该研究系统解析了“SNP—转录因子—DNA复制机器—细胞周期—生长速率”的完整调控通路，为龙须菜分子设计育种提供了新的理论基础和重要分子标记。
本研究综合运用生物信息学分析、酵母激活实验与烟草瞬时表达亚细胞定位，系统鉴定了LXC001294 的蛋白属性；通过染色质免疫共沉淀测序（ChIP-seq）绘制其全基因组结合图谱，结合快生株系YT13 与慢生株系QHD9 的转录组数据筛选核心靶基因，并利用酵母单杂交、双荧光素酶报告实验验证调控关系。
研究证实LXC001294 是定位于细胞核的C2H2型锌指转录因子，该转录因子可直接结合并上调5 个微小染色体维持（MCM）解旋酶家族基因的表达，进而增强DNA 复制许可能力，加速细胞周期进程。本研究首次在红藻中实现了从GWAS信号到功能基因、再到下游调控网络的完整解析，揭示了C2H2锌指转录因子LXC001294通过激活MCM复制解旋酶复合体促进龙须菜线性生长速率的分子机制。该研究不仅为龙须菜分子育种提供了关键靶点和标记，也为其他非模式大型海藻的复杂性状解析提供了新的研究范式。
LXC001294 与 MCM 基因启动子的互作验证
中国海洋大学海洋生命学院、海洋生物遗传学与育种教育部重点实验室为该研究成果的第一完成单位。隋正红教授为通讯作者，博士研究生黄友涛、王欣然为共同第一作者。研究得到了山东省重点研发计划（农业良种工程）、国家现代农业产业技术体系和崂山国家实验室项目的支持。
New Phytologist（《新植物学家》）是国际植物科学领域最具影响力的综合性学术期刊之一，长期关注植物生理学、分子生物学、发育生物学、生态学、进化生物学以及植物与环境互作等前沿研究。期刊以发表原创性强、创新性高且具有广泛学术影响力的研究成果著称，在植物科学领域具有重要国际影响力，是全球植物学研究人员公认的权威期刊之一。
文章链接：https://doi.org/10.1111/nph.71281